Los científicos de la Universidad de Nagoya, en cooperación con Asahi Kasei Corporation, han logrado diseñar un diodo láser que emite luz ultravioleta profunda, según una investigación publicada en la revista Física Aplicada Express .
"Nuestro diodo láser emite la longitud de onda láser más corta del mundo, a 271.8 nanómetros nm, bajo inyección de corriente pulsada [eléctrica] a temperatura ambiente", dice el profesor Chiaki Sasaoka del Centro de Investigación Integrada de Electrónica Futura de la Universidad de Nagoya.
Los esfuerzos anteriores en el desarrollo de diodos láser ultravioleta solo habían logrado lograr emisiones de hasta 336 nm, explica Sasaoka.
Los diodos láser que emiten luz ultravioleta de longitud de onda corta, que se llama UV-C y se encuentra en la región de longitud de onda de 200 a 280 nm, podrían usarse para la desinfección en la atención médica, para tratar afecciones de la piel como la psoriasis y para analizar gasesy ADN.
El diodo láser ultravioleta profundo de la Universidad de Nagoya supera varios problemas encontrados por los científicos en su trabajo hacia el desarrollo de estos dispositivos semiconductores.
El equipo usó un sustrato de nitruro de aluminio AlN de alta calidad como base para construir las capas del diodo láser. Esto, dicen, es necesario, ya que el AlN de baja calidad contiene una gran cantidad de defectos, que finalmente afectan eleficiencia de la capa activa de un diodo láser para convertir energía eléctrica en energía luminosa.
En los diodos láser, una capa de 'tipo p' y 'tipo n' están separadas por un 'pozo cuántico'. Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un diodo láser, los agujeros cargados positivamente en la capa de tipo p y negativamentelos electrones cargados en la capa de tipo n fluyen hacia el centro para combinarse, liberando energía en forma de partículas de luz llamadas fotones.
Los investigadores diseñaron el pozo cuántico para que emitiera luz ultravioleta profunda. Las capas de tipo p y n estaban hechas de nitruro de aluminio y galio AlGaN. Las capas de revestimiento, también hechas de AlGaN, se colocaron a ambos lados delcapas de tipo p y n. El revestimiento debajo de la capa de tipo n incluía impurezas de silicio, un proceso llamado dopaje. El dopaje se utiliza como una técnica para modificar las propiedades de un material. El revestimiento sobre la capa de tipo p se sometió a dopaje de polarización distribuida,que impregna la capa sin agregar impurezas. El contenido de aluminio en el revestimiento del lado p fue diseñado para que fuera más alto en la parte inferior, disminuyendo hacia la parte superior. Los investigadores creen que este gradiente de aluminio mejora el flujo de agujeros cargados positivamente.finalmente se agregó una capa que estaba hecha de AlGaN tipo p dopado con magnesio.
Los investigadores encontraron que el dopaje de polarización de la capa de revestimiento del lado p significaba que se necesitaba una corriente eléctrica pulsada de "voltaje de funcionamiento notablemente bajo" de 13.8V para la emisión de "la longitud de onda más corta informada hasta ahora"
El equipo ahora está llevando a cabo una investigación conjunta avanzada con Asahi Kasei Corporation para lograr el láser UV continuo a temperatura ambiente continua para el desarrollo de productos láser semiconductores UV-C.
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Materiales proporcionado por Universidad de Nagoya . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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